CN104519846B - 利用了导电性纤维状导线的大小便检测传感器及检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测如老年人、残疾人、患者、婴儿等那样不能自理排尿的人们的大便、小便与否的大小便检测传感器和自动向监护人告知大便、小便与否的大小便检测装置。根据本发明的大小便检测传感器其特征是包括具有弹性的导电性纤维和具有如使用于尿布等的水分吸收剂那样一旦吸收水分就膨胀的特性的吸收性树脂。根据本发明的大小便检测装置其特征是具备适用了检测传感器的尿布并从尿布通过无线方式向监护人告知基于排便或排尿的大小便检测信息。

Description

利用了导电性纤维状导线的大小便检测传感器及检测装置
技术领域
本发明涉及为了不能自理大小便的人而检测排便所致大便或排尿所致小便并向监护人告知检测结果的技术，更详细地讲，本发明涉及利用了导电性纤维状导线的大小便传感器、以及利用了导电性纤维状导线的大小便检测装置，所述大小便传感器利用具有弹性的导电性纤维和水分吸收性超群的高吸收性树脂(Super Absorbent Polymer)而检测大便或小便，所述大小便检测装置能够通过上述大小便传感器而检测大便或小便并向监护人告知排便或排尿事实。
背景技术
一般来讲，不能自理排便所致大便或排尿所致小便的使用者将会穿戴尿布，利用于排便的尿布或利用于排尿的尿布由监护人收走处理。在这种情况下，监护人亲自肉眼观察尿布而判断是否已排便或排尿是一件非常烦人的事情。
尤其，在不能及时确认出已排便或排尿的事实的情况下，穿戴了尿布的使用者(以下，称为‘被监护人’)长时间处于穿戴了粘附有排便所致大便或排尿所致小便的尿布的状态，因而不卫生且存在给被监护人带来坏影响的危险。
为此，近来在积极地研究开发检测被监护人的排便或排尿的大小便检测传感器、以及利用大小便检测传感器来检测出被监护人既已排便或排尿的事实并向监护人告知该事实的装置。
然而，过去作为大小便检测传感器主要利用了基于大便或小便中所含有的水分而检测排便或排尿事实的电阻膜方式的大小便检测传感器。为了检测大便或小便中所含有的水分，上述电阻膜方式的大小便检测传感器具有其与大便或小便接触的面敞开的构造。
因此，在利用了过去的电阻膜方式的大小便检测传感器的情况下，若长时间穿戴既已排便或排尿的状态的尿布，则在检测传感器的与大便或小便接触的面上附着异物或所接触的面被氧化，因而存在大小便检测能力降低的问题。
另外，在利用过去的电阻膜方式的大小便检测传感器的情况下，若被监护人在排便或排尿结束之后以依旧穿戴了尿布的状态动弹，则传感器表面的水分量变化，因而存在大小便检测的可靠度降低的问题。
另外，在利用过去的电阻膜方式的大小便检测传感器的情况下，由于大便或小便中所含有的水分与金属表面接触，因此发生极化现象使得电阻分量增加，由此存在电导率降低的问题。
另外，在利用过去的电阻膜方式的大小便检测传感器的情况下，由于大便或小便直接接触检测传感器的与大便或小便接触的面，因而不卫生并存在对于周边的环境变化敏感且单价高的缺点。
当然，作为适用于现有尿布的其它传感器有气体传感器、温度传感器等，但它们的单价非常高，因而难以广泛普及。
发明内容
技术课题
本发明所要完成的课题在于提供一种大小便检测传感器，其对尿布使用者几乎无害，具有比较简单的构造且具有便于安装到尿布上的构造。
本发明所要完成的另一课题在于提供一种大小便检测装置，其将大小便检测传感器所检测的大小便信号通过有线、无线方式的收发路径向监护人传递。
解决问题方案
根据旨在解决上述技术问题的本发明的第一实施例的大小便检测传感器，包括：多个导电性纤维导线，其以隔开预定距离并相互平行的方式排列；多个高吸收性树脂薄片，其以彼此隔开预定距离且沿着与上述多个导电性纤维导线正交的方向分别与上述多个导电性纤维导线的上部或下部接触的方式排列，从而随尿布穿戴者的排便或排尿与否而变成与上述导电性纤维导线通电的状态或维持绝缘状态；以及，电源端子和输出端子，所述电源端子与上述多个导电性纤维导线中的一个导线连接，所述输出端子与上述多个导电性纤维导线中的另一个以上的导线连接，所述电源端子和输出端子用于输出基于上述排便或排尿的大小便检测信号。
根据旨在解决上述技术问题的本发明的第二实施例的大小便检测传感器，包括：第一导电性纤维导线部和第二导电性纤维导线部，所述第二导电性纤维导线部具有与上述第一导电性纤维导线部相同的构成，所述第一、第二导电性纤维导线部具备高吸收性树脂，该高吸收性树脂在连接着具有一定值以上的弹性的第一、第二导电性纤维导线的状态由来自尿布穿戴者的排便或排尿的水分所凝胶化，从而上述连接状态被解除；导电性纤维导线连接部，其连接上述第一导电性纤维导线部的第二导电性纤维导线和上述第二导电性纤维导线部的第二导电性纤维导线；以及，传感器连接部，其具备与上述第一导电性纤维导线部的第一导电性纤维导线连接的电源部、以及与上述第二导电性纤维导线部的第一导电性纤维导线连接的大小便检测信号输出端子。
旨在解决上述另一技术问题的本发明的大小便检测装置，包括：大小便检测传感器，其检测来自尿布穿戴者的排便或排尿的水分并输出所检测出的大小便检测信号；发射器，其基于上述大小便检测传感器所输出的大小便检测信号而生成大小便检测信息并通过无线方式发送该大小便检测信息；以及，接收器，其对于从上述发射器所接收的大小便检测信息进行接收处理，并通过视觉或听觉示出上述尿布穿戴者的排便或排尿事实。
发明效果
本发明具备一种对使用者几乎无害、具有比较简单的构造且低廉的大小便检测传感器、以及具有大小便检测传感器的大小便检测装置，因而本发明具有不仅对位于近处的监护人而且对位于远处的监护人也能够短时间内准确地告知已排便或排尿的事实的优点。
另外，本发明不同于通常的大小便检测传感器，根据本发明的大小便检测传感器具备具有弹性的导电性纤维、以及具有吸水时体积膨胀并凝胶(Gel)化的特性的吸收性树脂，从而具有能够准确地检测出多种形态的大小便的效果。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的大小便检测传感器的示意图。
图2a是根据本发明的第二实施例的大小便检测传感器的示意图。
图2b的(a)-(c)是表示第一导电性纤维导线部的构造的说明图。
图2c是表示大小便检测传感器在制造工序中制成带状的说明图。
图3是表示了根据本发明的大小便检测传感器安装于尿布的例的示意图。
图4是根据本发明的第三实施例的大小便检测装置的示意图。
图5是表示了发射器的一具体实施例的框图。
图6是表示了接收器的一具体实施例的框图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例如下。
图1是根据本发明的第一实施例的大小便检测传感器的示意图，如该图所示，大小便检测传感器100包括第一～第三导电性纤维导线111～113和第一～第四高吸收性树脂薄片121～124。
这里，在上述第一～第四高吸收性树脂薄片121～124的表面能够涂布水分吸收力远比通常的树脂薄片优良的高吸收性树脂。由此，大小便检测传感器100即便在从制造工厂出厂之后长期保管的情况下也防止其接触面表面被氧化，且水分吸收力相当高，因而即便穿戴了尿布的使用者(以下，称为‘被监护人’)动弹，从表面蒸发的水分量也极少。上述尿布包括一次性尿布。
另外，在进行涂布之前，能够在上述第一～第四高吸收性树脂薄片121～124的与上述第一～第三导电性纤维导线111～113接触的面的表面涂布如氯化银(AgCl)那样的物质。由此，在第一～第四高吸收性树脂薄片121～124的与第一～第三导电性纤维导线111～113接触的接触面上极化程度减少，从而提高水分检测能力。
上述大小便检测传感器100能够在尿布的生产过程中固定设置在尿布上而出厂，或能够在尿布出厂之后由使用者而需要时附着在尿布上。
参照图1，第一～第三导电性纤维导线111～113以彼此隔开预定距离而平行的方式排列。在这种状态下，第一～第四高吸收性树脂薄片121～124以与上述第一～第三导电性纤维导线111～113的上部或下部接触的方式排列，而此时第一～第四高吸收性树脂薄片121～124在与上述第一～第三导电性纤维导线111～113正交的方向上彼此隔开预定距离而排列。
在穿戴了设有大小便检测传感器100的尿布的被监护人未排便或未排尿的状态下，大小便检测传感器100的第一～第四高吸收性树脂薄片121～124的水分量维持一定值以下。由此，第一～第三导电性纤维导线111～113维持彼此绝缘的状态。
然而，若被监护人排便或排尿，则来自该排便或排尿的水分由上述第一～第四高吸收性树脂薄片121～124中的一个以上所快速吸收，由此上述第一～第三导电性纤维导线111～113中的至少两个以上由上述第一～第四高吸收性树脂薄片121～124中的一个以上而变成通电状态。
此时，从与上述第一～第三导电性纤维导线111～113中的一个或其以上连接的电源端子固定地(或以一定周期)供给电源电压，因而上述大小便检测传感器100通过与上述第一～第三导电性纤维导线111～113中的另外一个或其以上连接的输出端子能够输出大小便检测信号。
例如，在从与第一导电性纤维导线111连接的电源端子供给电源电压的状态下，若被监护人排尿则来自该尿的水分能够被上述第二高吸收性树脂薄片122快速吸收。在这种情况下，上述电源电压通过上述第二高吸收性树脂薄片122能够传递至上述第二导电性纤维导线112或第三导电性纤维导线113或能够传递至第二、第三导电性纤维导线112、113双方。因此，如上所述那样传递的电压作为大小便检测信号通过与上述第二导电性纤维导线112或第三导电性纤维导线113的一侧连接的输出端子(未图示)而输出。
另一方面，图2a是根据本发明的第二实施例的大小便检测传感器的示意图，如该图所示，大小便检测传感器200包括第一导电性纤维导线部210、第二导电性纤维导线部220、导电性纤维导线连接部230、以及传感器连接部240。
上述大小便检测传感器200能够在尿布的生产过程中固定设置在尿布上而出厂，或能够在尿布出厂之后由使用者而需要时附着在尿布上。
第一导电性纤维导线部210和第二导电性纤维导线部220具有相同的构造。图2b旨在示意性地说明上述第一导电性纤维导线部210的构造，上述第一导电性纤维导线部210包括第一、第二导电性纤维导线211a、211b和具备高吸收性树脂212的导电性纤维导线连接部213。上述高吸收性树脂212能够使用为了吸收水分而使用于尿布、卫生巾等的树脂。
第一、第二导电性纤维导线211a、211b具有一定值以上的弹性。为此，通过与具有氨纶(span)特性的布料制造方法相同的工序能够制造上述第一、第二导电性纤维导线211a、211b，且为了导电性，能够以薄膜形态涂布如银那样具有导电性的物质而制造上述第一、第二导电性纤维导线211a、211b，或者能够将因复合化合物而具有导电性的材料制成如丝线那样的形态。
具备高吸收性树脂212而作为导电性纤维导线连接部213的连接原材料。如图2b的(a)-(c)所示，上述第一、第二导电性纤维导线211a、211b在相互贴紧而能够通电的状态下通过上述高吸收性树脂212而彼此固定。
然而，上述高吸收性树脂212具有容易吸收水分且吸收一定程度的水分就凝胶(gel)化的特性。利用从这种高吸收性树脂212去除水分而固化的形态的高吸收性树脂212，将上述第一、第二导电性纤维导线211a、211b以维持相连的状态的方式固定。
具有如上所述的构造的第一导电性纤维导线部210的第二导电性纤维导线211b和第二导电性纤维导线部220的第二导电性纤维导线221b通过导电性纤维导线连接部230而连接。而且，在第一导电性纤维导线部210的第一导电性纤维导线211a和第二导电性纤维导线部220的第一导电性纤维导线221a的一侧连接传感器连接部240。
对具备于上述传感器连接部240的一侧的电源端子(未图示)供给用于检测大小便的预定电平的电源电压。因此，通过具备于上述传感器连接部240的另一侧的输出端子(未图示)能够如下输出基于被监护人的排便或排尿的大小便检测信号。
在被监护人未排便或未排尿的状态下，上述第一导电性纤维导线部210的第一、第二导电性纤维导线211a、211b由上述高吸收性树脂212而继续维持如上所述那样相连的状态。与此相同地、上述第二导电性纤维导线部220的上述第一、第二导电性纤维导线221a、221b由高吸收性树脂222而继续维持相连的状态。
由此，具备于上述连接部240的一侧的电源端子通过上述第一导电性纤维导线部210的第一导电性纤维导线211a、上述高吸收性树脂212和上述第二导电性纤维导线211b、上述导电性纤维导线连接部230、第二导电性纤维导线部220的第二导电性纤维导线221b、高吸收性树脂222、以及第一导电性纤维导线221a与具备于上述连接部240的另一侧的输出端子连接，而大小便检测信号以一定值以上的“高(high)”输出，这意味着由于当前未检测出来自排便或排尿的水分，因而大便或小便未被检测。
但若在如上所述的状态下被监护人排尿，则该排尿所致水分快速被上述第一导电性纤维导线部210的上述高吸收性树脂212吸收。由此，上述高吸收性树脂212被凝胶化，由此上述第一、第二导电性纤维导线211a、211b的连接部位的结合力降低至上述第一、第二导电性纤维导线211a、211b的弹性力以下或与该弹性力相近。由此，连接着上述第一、第二导电性纤维导线211a、211b的高吸收性树脂212被截断。与此相同地、连接着上述第二导电性纤维导线部220的上述第一、第二导电性纤维导线221a、221b的高吸收性树脂222被截断。
由此，在被监护人已排便或排尿的状态下，上述大小便检测信号通过具备于上述连接部240的一侧的电源端子至具备于上述连接部240的另一侧的输出端子的路径以一定值以下的“低(low)”输出，这意味着输出基于排便或排尿的大小便检测信号。
作为参考，图2c示意性地表示了具有如上所述的构造的大小便检测传感器200在制造工序中做成连续地连接的带状的情况。
图3是表示了根据本发明的大小便检测传感器安装于尿布的例的示意图，如该图所示，包括尿布300和大小便检测传感器200。
参照图3，沿着尿布300外皮的长度方向的中心线附着大小便检测传感器200，而以第一导电性纤维导线部210的高吸收性树脂212和第二导电性纤维导线部220的高吸收性树脂222位于尿布300的中心部位的方式附着大小便检测传感器200。这样一来，能够在短时间内如上所述那样检测被监护人所排出的大便或所排出的小便并输出所检测出的大小便检测信号。
在将上述大小便检测传感器200附着到上述尿布300的外皮上时，最好将上述第一导电性纤维导线部210和第二导电性纤维导线部220以物理方式稍微拉长而附着在上述尿布300上。这样一来，在被监护人排便或排尿时，第一导电性纤维导线部210的高吸收性树脂212被凝胶化，使得第一、第二导电性纤维导线211a、211b由弹性力而容易分离，与此相同地、第二导电性纤维导线部220的高吸收性树脂222被凝胶化，使得第一、第二导电性纤维导线221a、221b由弹性力而容易分离。
在上述图3中，作为上述大小便检测传感器，举出了上述第二实施例的大小便检测传感器的例子，但并不限定于此，能够包括根据第一实施例的大小便检测传感器。
另一方面，图4是根据本发明的第三实施例的大小便检测装置的示意图，如该图所示，大小便检测装置600包括大小便检测传感器200、尿布300、发射器400、以及接收器500。
虽然以如图2a那样的大小便检测传感器为例说明了大小便检测传感器200，但本发明并不限定于此，能够包括如图1那样的大小便检测传感器。
在将上述大小便检测传感器200附着到尿布300上时，虽然不是限定特定部位，但最好设置在尿布300的外皮中央部位。
上述大小便检测传感器200能够进一步包括利用了温度的大小便检测功能和利用了接触式电阻的大小便检测功能。另外，上述大小便检测传感器200能够进一步包括测定被监护人的脉搏、体温等生物体信号的各传感器。
发射器400起如下作用：接收从上述大小便检测传感器200所传递的上述大小便检测信号而生成大小便检测信息并向接收器500发送大小便检测信息，该大小便检测信息是用于通过视觉或听觉告知已检测出大便或小便的事实的信息。此时，发射器400能够将本身固有的标识号或符号与上述大小便检测信息一起发送，以区别于其它各发射器的信号或信息。
接收器500执行如下功能：以无线接收方式接收来自上述发射器400的大小便检测信息，并通过视觉或听觉向监护人告知当前被监护人既已排便或排尿的事实。
图5是表示了上述发射器400的一具体实施例的框图，如该图所示，上述发射器400包括信号处理部410、发射器用微处理器420、发射部430、发射器用显示部440、发射器用电源部450、以及发射器用用户界面(User Interface)部460。
信号处理部410起如下作用：将从设置于上述大小便检测传感器200的传感器连接部240另一侧的输出端子输出的大小便检测信号接收并将该大小便检测信号放大至适当的电平，或使所混入的噪声信号衰减等。
发射器用微处理器420从上述信号处理部410接收大小便检测信号而检测排便和排尿的次数及时间等信息，并输出所检测出的大小便检测信息。此外，上述发射器用微处理器420起着控制发射器400内各部的动作的作用。
发射部430起如下作用：通过无线方式传输从上述发射器用微处理器420输出的上述大小便检测信息。
发射器用显示部440起如下作用：在如液晶显示器(LCD)那样的显示装置显示从上述发射器用微处理器420输出的上述大小便检测信息而使监护人能够直接在尿布300附近确认大小便检测信息。
发射器用电源部450起如下作用：供给发射器400内部的各部所需的电源。
发射器用用户界面部460起如下作用：向上述发射器用微处理器420传递使用者为了控制发射器400的驱动而通过触摸屏等用户界面装置输入的信息。
图6是表示了上述接收器500的一具体实施例的框图，如该图所示，上述接收器500包括接收部510、接收器用微处理器520、接收器用显示部530、接收器用电源部540、以及接收器用用户界面部550。
接收部510起如下作用：接收从上述发射器400的发射部430以无线方式传输的上述大小便检测信息并将该大小便检测信息放大至适当的电平，或使所混入的噪声信号衰减等。
接收器用微处理器520起如下作用：从上述接收部510接收大小便检测信息并在接收器用显示部530显示排便和排尿的次数及时间等信息。此外，上述接收器用微处理器520起着控制接收器500内各部的动作的作用。
接收器用电源部540起如下作用：供给接收器500内部的各部所需的电源。
接收器用用户界面部550起如下作用：向上述接收器用微处理器520传递使用者为了控制接收器500的驱动而通过触摸屏等用户界面装置输入的信息。
以上虽然详细说明了本发明的优选实施例，但本发明的权利范围并不限定于此，基于所附的权利要求书中所定义的本发明的基本概念能够以多种具体实施例来实现本发明，而这些各实施例也属于本发明的权利范围。

Claims (7)

1.一种利用了导电性纤维状导线的大小便检测传感器，其特征在于，包括：
多个导电性纤维导线，其以隔开预定距离并相互平行的方式排列；
多个高吸收性树脂薄片，其以彼此隔开预定距离且沿着与上述多个导电性纤维导线正交的方向分别与上述多个导电性纤维导线的上部或下部接触的方式排列，从而随尿布穿戴者的排便或排尿与否而变成与上述导电性纤维导线通电的状态或维持绝缘状态；以及，
电源端子和输出端子，所述电源端子与上述多个导电性纤维导线中的一个导线连接，所述输出端子与上述多个导电性纤维导线中的另一个以上的导线连接，所述电源端子和输出端子用于输出基于上述排便或排尿的大小便检测信号，
当尿布穿戴者排便或排尿时，其水分被一个以上的上述高吸收性树脂薄片吸收，从而至少两个以上的上述导电性纤维导线由吸收了水分的一个以上的上述高吸收性树脂薄片而变成通电状态。
2.根据权利要求1所述的利用了导电性纤维状导线的大小便检测传感器，其特征在于，
上述导电性纤维导线之间的绝缘程度取决于上述尿布穿戴者的排便或排尿所致的上述高吸收性树脂薄片的含水量。
3.根据权利要求1所述的利用了导电性纤维状导线的大小便检测传感器，其特征在于，
上述高吸收性树脂薄片在其表面涂布有具有一定值以上的吸收力的高吸收性树脂。
4.根据权利要求1所述的利用了导电性纤维状导线的大小便检测传感器，其特征在于，
在排列上述高吸收性树脂薄片之前，在上述高吸收性树脂薄片的与上述导电性纤维导线接触的面的表面涂布有氯化银。
5.一种利用了导电性纤维状导线的大小便检测装置，其特征在于，包括：
大小便检测传感器，其检测来自尿布穿戴者的排便或排尿的水分并输出所检测出的大小便检测信号；
发射器，其基于上述大小便检测传感器所输出的大小便检测信号而生成大小便检测信息并通过无线方式发送该大小便检测信息；以及，
接收器，其对于从上述发射器所接收的大小便检测信息进行接收处理，并通过视觉或听觉示出上述尿布穿戴者的排便或排尿事实，
上述大小便检测传感器包括：
多个导电性纤维导线，其以隔开预定距离并相互平行的方式排列；
多个高吸收性树脂薄片，其以彼此隔开预定距离且沿着与上述多个导电性纤维导线正交的方向分别与上述多个导电性纤维导线的上部或下部接触的方式排列，从而随尿布穿戴者的排便或排尿与否而变成与上述导电性纤维导线通电的状态或维持绝缘状态；以及，
电源端子和输出端子，所述电源端子与上述多个导电性纤维导线中的一个导线连接，所述输出端子与上述多个导电性纤维导线中的另一个以上的导线连接，所述电源端子和输出端子用于输出基于上述排便或排尿的大小便检测信号，
当尿布穿戴者排便或排尿时，其水分被一个以上的上述高吸收性树脂薄片吸收，从而至少两个以上的上述导电性纤维导线由吸收了水分的一个以上的上述高吸收性树脂薄片而变成通电状态。
6.根据权利要求5所述的利用了导电性纤维状导线的大小便检测装置，其特征在于，
上述发射器包括：
信号处理部，其接收从上述大小便检测传感器输出的大小便检测信号并将该大小便检测信号放大至适当的电平，或使所混入的噪声信号衰减；
发射器用微处理器，其从上述信号处理部接收上述大小便检测信号而检测排便和排尿的次数及时间信息，并输出所检测出的大小便检测信息；
发射部，其通过无线方式传输从上述发射器用微处理器输出的上述大小便检测信息；以及，
发射器用显示部，其显示从上述发射器用微处理器输出的上述大小便检测信息。
7.根据权利要求5所述的利用了导电性纤维状导线的大小便检测装置，其特征在于，
上述接收器包括：
接收部，其接收从上述发射器传输的上述大小便检测信息并将该大小便检测信息放大至预先设定的电平，或使所混入的噪声信号衰减；以及，
接收器用微处理器，其从上述接收部接收上述大小便检测信息并在接收器用显示部显示排便和排尿的次数及时间信息。
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